(57)【要約】【課題】  本発明は、空冷ファン等の稼動部品を使用しないで、発熱部の熱を電子機器筐体外に効率よく熱輸送が可能な電子機器の冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】  電子機器の冷却装置であって、放熱手段は、電子機器５内において取り付け姿勢を鉛直方向で固定した排気筒１であって、１つもしくは複数のヒートパイプ２の放熱部を排気筒１の外壁肉厚部に鉛直方向で挿嵌し、排気筒は、熱伝導率の大きい銅もしくはアルミニウムで構成し、その外周を低放射率の金属で覆い、その内周に高放射率の塗料を塗布し、当該排気筒で受熱した熱が排気筒外に放射しないようにしたことを特徴とする電子機器の冷却装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内部に高発熱部を内蔵する電子機器において、高発熱部に接触して受熱する受熱部と、一方の端部を前記受熱部に接触して受熱し、他方の放熱部に受熱した熱を輸送するヒートパイプと、前記ヒートパイプの放熱部と接触して輸送された熱を前記電子機器外に放熱する放熱手段とからなる電子機器の冷却装置であって、
前記放熱手段は、空洞が鉛直方向に配設した排気筒であって、１つもしくは複数の前記ヒートパイプの放熱部を前記排気筒の外壁としたことを特徴とする電子機器の冷却装置。
【請求項２】
前記排気筒は、熱伝導率の大きい銅もしくはアルミニウムで構成され、その外周を低放射率の金属で覆い、その内周に高放射率の塗料を塗布し、当該排気筒で受熱した熱が前記排気筒外に放射しないようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却装置。
【請求項３】
前記筐体は、その底部外壁に防塵フィルタを備えた吸気口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却装置。
【請求項４】
前記ヒートパイプの一端部がヒートコネクタで接続されたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器内部に配設されたＣＰＵなどの発熱部を冷却するための電子機器の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパソコンなどの電子機器に搭載されるＣＰＵなどの電子素子は、動作クロックの高速化、高集積化がなされて飛躍的に性能が向上している。しかしながら、電子素子は、高性能化されればされるほど動作時における発熱量は一般的に多くなる。
【０００３】
一般に、筐体内に収納されたデスクトップパソコン等の電子機器においては、その外形寸法が比較的大きくできることから、その冷却手段としてはヒートシンクと空冷ファンとを組み合わせて冷却する方法が採用されている。
【０００４】
ところが、ノートパソコンのような薄型で高密度の実装となる場合、特に、鉛直方向の厚さ寸法も数十ミリ以下であることから、従来の冷却手段にかえて、ヒートパイプを採用した小型で効率の良い冷却が可能な冷却手段が提案されてきている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この、特開２０００−２７７９６３号公報に開示されたパソコンの冷却装置は、ＣＰＵに少なくとも２本のヒートパイプの一端部が熱授受可能に配設されると共に第２のヒートパイプの他端部が、パソコン本体とディスプレイとの連結個所の近傍に配設されたヒンジ機構に熱授受可能に配設され、第１ヒートパイプの他端部が前記ヒンジ機構から隔離してパソコン内に設けられたヒートシンクに熱授受可能に配設されており、ＣＰＵから発せられた熱は、ヒートパイプを介してヒートシンクに伝熱されてコンピュータの外部へ放出するようになっている。
【０００６】
しかしながら、この冷却手段は、いずれもヒートパイプ放熱部がパソコン筐体内部に配設されたファンに連絡された構成になっているので、パソコン内部に熱が蓄積されるため、他の部品の温度環境に悪影響する問題がある。
【０００７】
そこで、ＣＰＵ等の発熱部品から発せられた熱をヒートパイプでパソコン筐体外に熱輸送し、パソコン内部と断熱されたヒートパイプの放熱部をパソコン筐体の外部に効率よく放熱させるようにして、パソコン筐体内に熱が蓄積されないようにしているパソコンの冷却装置が開示されている。（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２７７９６３号公報（図１、第１頁）
【特許文献２】特開２００３−２０９３８５号公報（図１、第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特開２００３−２０９３８５号公報に開示された冷却手段は、筐体内に熱がこもらない構造になっているものの、パソコン筐体外の強制空冷ファンが故障し、電子素子等の発熱部が所定の温度以上となるため、電子素子の破損を避けるためにパソコンの動作を停止させることが必要になる。
【０００９】
尚、特開２００３−２０９３８５号公報では、パソコン等が立置きタイプの場合には、筒部上面に開口部を設けることで、発熱量の小さいＣＰＵの場合には空冷ファンが不要であることも述べられているが、ヒートパイプとフィン結合された放熱部であることに代わりがなく効率的な煙突効果が得られない。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたもので、電子素子等の発熱部を有する電子機器の冷却装置において、空冷ファン等の稼動部品を使用しないで、発熱部の熱を電子機器筐体外に効率よく熱輸送が可能な電子機器の冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明による請求項１に係る電子機器の冷却装置は、筐体内部に高発熱部を内蔵する電子機器において、高発熱部に接触して受熱する受熱部と、一方の端部を前記受熱部に接触して受熱し、他方の放熱部に受熱した熱を輸送するヒートパイプと、前記ヒートパイプの放熱部と接触して輸送された熱を前記電子機器外に放熱する放熱手段とからなる電子機器の冷却装置であって、前記放熱手段は、空洞が鉛直方向に配設した排気筒であって、１つもしくは複数の前記ヒートパイプの放熱部を前記排気筒の外壁としたことを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明による請求項２に係る電子機器の冷却装置は、前記排気筒は、熱伝導率の大きい銅もしくはアルミニウムで構成され、その外周を低放射率の金属で覆い、その内周に高放射率の塗料を塗布し、当該排気筒で受熱した熱が前記排気筒外に放射しないようにしたことを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明による請求項３に係る電子機器の冷却装置は、前記筐体は、その底部外壁に防塵フィルタを備えた吸気口を設けたことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明による請求項４に係る電子機器の冷却装置は、前記ヒートパイプの一端部がヒートコネクタで接続されたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却装置。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、発熱部の熱をそのヒートパイプで輸送して、鉛直方向に固定された排気筒の底部の外周肉厚部にヒートパイプの放熱部を挿嵌し、ヒートパイプの放熱部の熱を排気筒に伝熱させて排気筒側壁内面から排気筒空間内に放熱させ、排気筒内の空気温度を高温度にして筐体外部との温度差で排気内の上昇気流の流れを強め、排気筒の空気を鉛直方向に自然送風して排熱するようにしたので、電子素子等の発熱部を有する電子機器の冷却装置において、ファン等の稼動部品を使用しないで電子機器筐体外に効率よく熱輸送が可能な電子機器の冷却装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例１について、図１乃至図３及を参照して説明する。図１は、例えば、ＣＰＵ等の高発熱部を有する電子機器の冷却装置の外観透視図である。
【００１８】
筐体５内の基板４に複数の発熱部３を有する電子機器の冷却装置の構成は、発熱部３からの熱を受熱して排気筒１に受熱した熱を輸送するヒートパイプ２と、ヒートパイプ２で輸送された熱を筐体５外に排気する排気筒１とからなる。
【００１９】
次に、各部の詳細構造について説明する。発熱部３は、ＣＰＵ等の高速で作動する高発熱の電子素子で、通常、この発熱部３は、筐体５の水平方向に配設された基板４上に複数箇所設けられる。
【００２０】
この発熱部３には、発熱部３の熱を熱受するセラミックス基板やアルミ基板等の高熱伝導率のヒートシンク３ａが設けられ、このヒートシンク３ａとヒートパイプ２の受熱部が一体で接触して熱受している。
【００２１】
ヒートパイプ２は一端の受熱部（蒸発部とも言う）と他端の放熱部（凝縮部とも言う）と、この受熱部と放熱部との間で熱輸送する断熱部とからなり、発熱部３の発熱量に応じて、所定の熱輸送量を確保できるものが予め選定される。
【００２２】
そして、複数のヒートパイプ２の放熱部２ａは、図２に示すように、基板４に対して鉛直方向に設けられた排気筒１の底部から、排気筒１の外周肉厚部の取り付け穴に挿入または挿嵌される。
【００２３】
次に、排気筒１について図３を参照して説明する。排気筒１は、厚肉の銅パイプ等で成形され、この外周部に予め所定の長穴を開けておき、ヒートパイプ２の放熱部が挿入される。
【００２４】
接触部の熱抵抗を小さくするために、熱伝導率の高いシリコングリースが塗布されて挿入される。そして、この排気筒１の外周には、例えば、研磨されたアルミシートやアルミ箔等の低放射率の金属１ａが巻かれ、その内壁には黒色塗料等の高放射率の塗料１ｂが塗布される。
【００２５】
このように構成され、ヒートパイプ２からの熱を伝熱された排気筒１の熱は、外部に放射されず、排気筒１の内壁から空洞内部の空間に放射され、この空間の空気温度を高める。
【００２６】
また、排気筒１は基板４との間は、下部からの空気が流れやすいように所定の空間ギャップを確保して基盤４または筐体５に固定される。
【００２７】
また、筐体５の底部には、吸気したときに筐体５内部が汚れないように防塵フィルタ５ａを備えた吸気口５ａが備えられている。
【００２８】
このように構成された電子機器の冷却装置の熱輸送動作について、再び図１を参照して説明する。
【００２９】
発熱部３の熱は、ヒートパイプ２の受熱部で熱受されて排気筒１内のヒートパイプの放熱部２ａに輸送される。各ヒートパイプから輸送された熱は、排気筒１に熱伝達されて集熱される。
【００３０】
そして、集熱された排気筒１の熱は、内壁側面から空洞空間に輻射される。この空間の温度が高まると、図１の破線矢印に示すように、排気筒１内を上昇する熱気流となって筐体５外部に排出される。
【００３１】
したがって筐体５の底部の吸気口５ａから吸い込まれた空気及び筐体５内の空気と排気筒１内の高温空気の温度差で排気筒内での上昇気流が発生し、この空気の流れにより排気筒１内の熱が排出される。
【００３２】
吸気口５ａには、防塵フィルタを介して外気の空気を取り入れるようにしておけば、筐体５内の他の電子部品が塵埃で汚れることが少なくなる効果が得られる。
【００３３】
また、この排気筒１の冷却能力は、大よそその内壁側面の表面積と、外気と排気筒１内の温度差で決まるので、発熱部３の熱と要求される冷却能力とから実装可能な形状の排気筒５の形状とその本数が予め決定される。
【００３４】
このような空気の自然対流によれば、空冷ファンの故障の問題が起きないだけでなく、騒音も発生せず、発熱量に応じた冷却能力が得られる。
【実施例２】
【００３５】
以下、本発明の実施例２について、図４を参照して説明する。図４の各部について、図１乃至図３に示した実施例１の電子機器の冷却装置の各部と同一部は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
実施例２が実施例１と異なる点は、実施例１においては、基板４は筐体５内に水平方向に取り付けられた１枚の場合としたが、実施例２においては、水平方向及び垂直方向に取り付けられた２枚の基盤４からの発熱部の熱が直接、または、ヒートパイプカプラ２ｂで中継してヒートパイプ２で排気筒２に集熱されるようにした点にある。
【００３７】
即ち、ヒートパイプ２とそのヒートパイプカプラ２ｂとによって、異なる位置にもけられた発熱部からの熱を排気筒１の底部取付け位置まで輸送し、排熱することが可能となるので、電子機器が複雑な形状で異なる位に設けられた発熱部からの熱を集熱し筐体５外へ排出することが可能となる。
【００３８】
尚、本発明は上述したような各実施例に何ら限定されるものでなく、排気筒１の形状と本数は、排熱量とその電子機器の形状によって所定の冷却能力が得られるものであれば良く、本主旨を逸脱しない範囲でヒートパイプの形状と排気筒の形状を変えて種々変形して実施することが可能である。
【００３９】
また、吸気口を要しない電子機器の場合には、排気筒を筐体外に設けることが可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１の電子機器の冷却装置の外観図。
【図２】本発明の実施例１の排気筒とヒートパイプとの接合部断面図。
【図３】本発明の実施例１の排気筒の詳細構造図。
【図４】本発明の実施例２の電子機器の冷却装置の外観図。
【符号の説明】
【００４１】
１  排気筒
１ａ  反射鏡
１ｂ  黒色塗料
２  ヒートパイプ
２ａ  放熱部
２ｂ  ヒートパイプカプラ
３  発熱部
３ａ  ヒートシンク
４  基板
５  筐体
５ａ  吸気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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